WO2023024616A1 - 一种烘干设备控制方法及烘干系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烘干设备控制方法及烘干系统，当烤房内的干球温度＜温度阈值，且烤房内的湿球温度＜低湿度阈值时，通过第一冷凝器和第二冷凝器对主风道内的气流进行升温处理，提高烤房内的温度，实现对烤房进行供热升温；当烤房内的干球温度＜温度阈值，且烤房内的湿球温度≥低湿度阈值时，内除湿循环风机运行，除湿节流装置打开，通过热管换热器的蒸发段和内除湿蒸发器对气流进行除湿，并通过热管换热器的冷凝段、第一冷凝器、第二冷凝器对气流进行升温，提高烤房内的干球温度和湿球温度；因此，本发明的烘干设备控制方法及烘干系统，不仅实现了对烤房的温湿度控制，而且通过热管换热器对烤房排出的风进行热回收，达到了节能减耗的目的。
Description
本申请基于申请号为202110980457.3、申请日为2021年8月25日的中国专利申请提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
本发明属于烘干技术领域，具体地说，是涉及一种烘干设备控制方法及烘干系统。
随着碳达峰、碳中和双碳目标的提出，国家越来越重视节能减排工作的推广落地。针对农产品加工行业，空气能热泵替代燃煤烤房目前逐步在进行全国范围内推广，是国家节能减排工作的一项重要举措。
目前行业内空气能热泵烟草烘干设备，通常是在原燃煤烤房的基础上，将原燃煤锅炉拆除，采用空气能热泵机组替代，即采用热泵机组通过逆卡诺循环，吸收外界环境空气的热能为烤房内烟草进行加热烘干；其中烤房排湿部分通常借用原烤房结构，对烟草烘干过程中排湿排掉的高温高湿的高品位热源未加以利用，导致烤房整体运行能耗仍旧偏高，节能效果不能达到预期要求。
发明内容
本发明提供了一种烘干设备控制方法，解决了现有技术中能耗高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种烘干设备控制方法，所述烘干设备包括：
第一热泵机组，其包括第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置、第一蒸发器；
第二热泵机组，其包括第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置、第二蒸发器；
主风道，其分别与烤房的出风口、烤房的进风口连通，所述主风道内设置有主循环风机、所述第一冷凝器和第二冷凝器；
热回收风道，其分别与烤房的出风口、主风道连通；且其内设置有内除湿循环风机、热管换热器、内除湿蒸发器；所述内除湿蒸发器与第一压缩机、第一冷凝器连接，所述内除湿蒸发器与第一冷凝器的连接管路上设置有除湿节流装置；
所述控制方法包括：
获取烤房内的干球温度，当烤房内的干球温度＜温度阈值时，执行下述操作：
若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则控制第一压缩机启动，第二压缩机启动，第一节流装置开启，第二节流装置开启，主循环风机运行，内除湿循环风机关闭，除湿节流装置关闭；
若烤房内的湿球温度≥低湿度阈值，则控制第一压缩机启动，第二压缩机启动，第一节流装置关闭，第二节流装置开启，主循环风机运行，内除湿循环风机运行，除湿节流装置打开。
进一步的，所述烘干设备还包括：
排风风道，其进风口与所述烤房的出风口连通，其排风口与外界空间连通，所述排风口处设置有排风阀；
新风风道，其进风口与外界空间连通，其出风口与所述热回收风道连通，且所述新风风道的出风口朝向所述热管换热器的冷凝段；所述新风风道的进风口处设置有新风阀；
所述控制器控制所述排风阀、新风阀的开闭；
所述控制方法还包括：
当烤房内的干球温度＜温度阈值时，还执行下述操作：
若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则控制排风阀和新风阀关闭；
若低湿度阈值≤烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则控制排风阀和新风阀关闭；
若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则控制排风阀和新风阀打开。
又进一步的，当烤房内的干球温度≥温度阈值时，执行下述操作：
控制第一压缩机、第二压缩机、第一节流装置、第二节流装置、除湿节流装置、内除湿循环风机均关闭，主循环风机运行；
若烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则控制排湿阀和新风阀关闭；
若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则控制排湿阀和新风阀打开。
更进一步的，
温度阈值＝Tg0-ΔTg；
低湿度阈值＝Ts0-ΔTs；
高湿度阈值＝Ts0+ΔTs；
其中，Tg0为目标干球温度；ΔTg为目标干球控制精度回差；
Ts0为目标湿球温度；ΔTs为目标湿球控制精度回差。
再进一步的，所述内除湿蒸发器与热管换热器的蒸发段的背风面接触，且在所述内除湿蒸发器和热管换热器的底部设置有接水盘。
进一步的，所述内除湿蒸发器和热管换热器均竖向布设，所述新风风道的出风口位置高于所述内除湿蒸发器的顶部。
又进一步的，所述热回收通道包括连通的前半段热回收通道和后半段热回收通道；
所述热管换热器的蒸发段和内除湿蒸发器位于所述前半段热回收通道内；所述热管换热器的冷凝段位于所述后半段热回收通道内；
所述新风风道的出风口与所述后半段热回收通道连通。
更进一步的，所述热回收风道内设置有挡风板；
所述挡风板包括第一水平部、竖直部、第二水平部；
所述第一水平部与所述内除湿蒸发器的底部平齐，所述第一水平部的一端与所述内除湿蒸发器的底部接触，所述第一水平部的另一端与所述内除湿蒸发器具有设定距离；
所述第二水平部与所述内除湿蒸发器的顶部平齐，所述第二水平部的一端与所述内除湿蒸发器具有设定距离，所述第二水平部的另一端比第二水平部的一端远离所述内除湿蒸发器；所述第二水平部与所述新风风道的出风口的底端平齐；
所述竖直部的底部与所述第一水平部的另一端连接，所述竖直部的顶部与所述第二水平部的一端连接，所述竖直部与所述内除湿蒸发器具有设定距离。
再进一步的，所述热管换热器包括：
供液汇集管；
汇气管，其位于所述供液汇集管的上方；
支管，其设置有若干个，每个所述支管竖向布设，每个所述支管的一端插入所述供液汇集管内，每个所述支管的另一端插入所述汇气管内；若干个支管等间隔布设；
所述支管的上部的外壁上设置有翅片。
一种烘干系统，包括：
烤房，其内设置有温湿度传感器，用于采集烤房内的干球温度和湿球温度；
烘干设备，其控制器执行所述的控制方法。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的烘干设备控制方法及烘干系统，当烤房内的干球温度＜温度阈值，且烤房内的湿球温度＜低湿度阈值时，通过第一冷凝器和第二冷凝器对主风道内的气流进行升温处理，提高烤房内的温度，实现对烤房进行供热升温；当烤房内的干球温度＜温度阈值，且烤房内的湿球温度≥低湿度阈值时，内除湿循环风机运行，除湿节流装置打开，通过热管换热器的蒸发段和内除湿蒸发器对气流进行除湿，并通过热管换热器的冷凝段、第一冷凝器、第二冷凝器对气流进行升温，提高烤房内的干球温度和湿球温度；因此，本发明的烘干设备控制方法及烘干系统，不仅实现了 对烤房的温湿度控制，而且通过热管换热器对烤房排出的风进行热回收，达到了节能减耗的目的。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本发明所提出的烘干系统的一种实施例的结构示意图；
图2是图1中烘干设备的一种实施例的结构示意图；
图3是图2中热回收风道的结构示意图；
图4是本发明所提出的烘干系统的一种实施例的原理图；
图5是图2中热管换热器的一种实施例的结构示意图；
图6是本发明所提出的烘干设备控制方法的一种实施例的流程图；
图7是本发明所提出的烘干设备控制方法的又一种实施例的流程图。
附图标记：
1、烤房；1-1、风道；1-2、温湿度传感器；1-3、支架；1-4、烟叶；
2-1、第一压缩机；2-2、第一冷凝器；2-3、第一节流装置；2-4、第一蒸发器；2-5、第一外风机；
3-1、第二压缩机；3-2、第二冷凝器；3-3、第二节流装置；3-4、第二蒸发器；3-5、第二外风机；
4、主风道；4-1、主回风口；4-2、主送风口；4-3、主循环风机；4-4、辅回风口；
5、热回收风道；5-1、热回收回风口；5-2、热回收送风口；5-3、内除湿循环风机；5-4、前半段热回收通道；5-5、后半段热回收通道；
6、挡风板；6-1、第一水平部；6-2、第二水平部；6-3、竖直部；
7、内除湿蒸发器；
8、除湿节流装置；
9、热管换热器；9-1、供液汇集管；9-2、汇气管；9-3、支管；9-4、翅片；
10、排风风道；10-1、进风口；10-2、排风口；
11、新风风道；11-1、进风口；11-2、出风口；
12、接水盘；13、隔板。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
针对目前烘干设备能耗偏高的问题，本发明提出了一种烘干设备控制方法及烘干系统，对烤房进行温湿度控制，降低了能耗，节省了能源。下面，结合附图对本发明的烘干设备控制方法及烘干系统进行详细说明。
本实施例的烘干系统，包括烤房1和烘干设备，参见图1所示。
烤房1，其具有进风口、出风口、风道1-1，在风道1-1内设置有支架1-3，支架1-3上设置有烟叶1-4等需要烘干的物料。气流通过进风口进入风道1-1内，对物料进行烘制，然后从出风口流出烤房1。在烤房1内设置有温湿度传感器1-2，用于采集烤房1内的干球温度和湿球温度，并将采集到的干球温度和湿球温度发送至烘干设备的控制器。
烘干设备，其控制器根据接收到的温湿度传感器发送的干球温度和湿球温度控制烘干设备的运行，为烤房1输送符合温湿度要求的气体。烘干设备的控制器执行本实施例的烘干设备控制方法。
本实施例的烘干设备，包括热泵机组、主风道4、热回收风道5、热管换热器9、内除湿蒸发器7、控制器等，参见图2至图5所示。
第一热泵机组，其包括形成冷媒循环管路的第一压缩机2-1、第一冷凝器2-2、第一节流装置2-3、第一蒸发器2-4等；在第一蒸发器2-4的外侧设置有第一外风机2-5。
第二热泵机组，其包括形成冷媒循环管路的第二压缩机3-1、第二冷凝器3-2、第二节流装置3-3、第二蒸发器3-4等，在第二蒸发器3-4的外侧设置有第二外风机3-5。第一压缩机2-1、第二压缩机3-1、第一蒸发器2-4、第二蒸发器3-4、第一外风机2-5、第二外风机3-5均设置在外界空间。在第一外风机2-5、第二外风机3-5的带动下，外界空间的气流 先经过第一蒸发器2-4，再经过第二蒸发器3-4。第一冷凝器2-2、第二冷凝器3-2设置在主风道4内。第一冷凝器2-2在第二冷凝器3-2的迎风侧，第一蒸发器2-4在第二蒸发器3-4的迎风侧。
主风道4，其分别与烤房1的出风口、烤房1的进风口连通；主风道4具有主回风口4-1、辅回风口4-4、主送风口4-2；主回风口4-1与烤房1的出风口连通，主送风口4-2与烤房1的进风口连通；主风道内4设置有主循环风机4-3以及第一冷凝器2-2和第二冷凝器3-2。主循环风机4-3转动，带动主风道4内的风经主送风口4-2向烤房1内送风。在主循环风机4-3的带动下，主风道4内的气流先经过第一冷凝器2-2，再经过第二冷凝器3-2，然后经主送风口4-2进入烤房1。
热回收风道5，其分别与烤房的出风口、主风道4连通；热回收风道5内设置有内除湿循环风机5-3、热管换热器9、内除湿蒸发器7。热回收风道5具有热回收回风口5-1、热回收送风口5-2；热回收回风口5-1与烤房1的出风口连通，热回收送风口5-2与主风道4的辅回风口4-4连通；热回收风道5内靠近热回收送风口5-2处设置有内除湿循环风机5-3。
热管换热器9，其位于热回收风道5内；热管换热器9包括蒸发段(热管换热器9的下半部)和冷凝段(热管换热器9的上半部)，蒸发段靠近热回收回风口5-1，冷凝段靠近热回收送风口5-2。
内除湿蒸发器7，其位于热回收风道5内，且内除湿蒸发器7位于热管换热器9的蒸发段的背风侧；内除湿蒸发器7的气管连接第一压缩机2-1的回气管，内除湿蒸发器7的液管连接第一冷凝器2-2的液管，内除湿蒸发器7与第一冷凝器2-2的连接管路上设置有除湿节流装置8。
控制器，其根据烤房内的干球温度和湿球温度控制第一热泵机组(第一压缩机2-1、第一节流装置2-3等)、第二热泵机组(第二压缩机3-1、第二节流装置3-3等)、除湿节流装置8、主循环风机4-3、内除湿循环风机5-3的运行。第一节流装置2-3、第二节流装置3-3、除湿节流装置8均为电子膨胀阀，控制器控制这三个电子膨胀阀的运行。
本实施例的烘干设备控制方法，主要包括下述步骤，参见图6所示。
步骤S1：获取烤房内的干球温度和湿球温度。
步骤S2：判断烤房内的干球温度是否小于温度阈值。
当烤房内的干球温度＜温度阈值时，说明此时烤房1的干球温度偏低，需要开启两个热泵机组对烤房1内的空气进行升温处理，同时，还需要同步检测烤房内的湿球温度，判断是否需要进行排湿处理。
因此，当烤房内的干球温度＜温度阈值时：
若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则执行步骤S3；
若烤房内的湿球温度≥低湿度阈值，则执行步骤S4。
步骤S3：若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，说明烤房内湿球温度偏低，不需要排湿动作，仅需要对烤房1进行升温处理，因此控制第一压缩机2-1启动，第二压缩机3-1启动，第一节流装置2-3开启，第二节流装置3-3开启，第一外风机2-5运行，第二外风机3-5运行，主循环风机4-3运行，内除湿循环风机5-3关闭，除湿节流装置8关闭。即通过第一热泵机组、第二热泵机组对主风道4内的气流进行升温处理，提高烤房内的干球温度，实现对烤房1进行供热升温。
步骤S4：若烤房内的湿球温度≥低湿度阈值，说明烤房内湿球温度较高，则控制第一压缩机2-1启动，第二压缩机3-1启动，第一节流装置2-3关闭，第二节流装置3-3开启，第一外风机2-5运行，第二外风机3-5运行，主循环风机4-3运行，内除湿循环风机5-3运行，除湿节流装置8打开，实现对烤房1进行供热升温，并通过热管换热器9和内除湿蒸发器7实现热回收和和除湿。
如果第一节流装置2-3打开、除湿节流装置8打开，第一压缩机2-1排出的高温高压冷媒进入第一冷凝器2-2，从第一冷凝器2-2流出的冷媒分为两路，其中一路冷媒经第一节流装置2-3流至第一蒸发器2-4，从第一蒸发器2-4流出的冷媒流回第一压缩机2-1；另一路冷媒经除湿节流装置8流至内除湿蒸发器7，从内除湿蒸发器7流出的冷媒流回第一压缩机2-1。
当第一节流装置2-3关闭、除湿节流装置8打开时，第一压缩机2-1排出的高温高压冷媒进入第一冷凝器2-2，从第一冷凝器2-2流出的冷媒全部经除湿节流装置8流至内除湿蒸发器7，从内除湿蒸发器7流出的冷媒流回第一压缩机2-1。为了保证除湿效果，在需要除湿时，控制第一节流装置2-3关闭、除湿节流装置8打开，使得从第一冷凝器2-2流出的冷媒全部流向除湿节流装置8，经除湿节流装置8流入内除湿蒸发器7。
当主循环风机4-3运转、内除湿循环风机5-3运转时，从烤房1的出风口流出的气流，一部分气流经主回风口4-1进入主风道4，另一部分气流经热回收回风口5-1进入热回收风道5。进入热回收风道5内的气流先与热管换热器9的蒸发段进行热交换，热管换热器9的蒸发段对气流进行预冷，降温预冷后的气流再流经内除湿蒸发器7，经内除湿蒸发器7降温后，气流温度降低至露点温度以下，在内除湿蒸发器7表面凝结成水珠；通过内除湿蒸发器7后的低温气流在内除湿循环风机5-3的作用下，沿热回收风道5流经热管换热器9的冷凝段，对热管换热器9冷凝段内的气态冷媒进行冷却，同时低温气流流经热管换热 器9冷凝段后实现升温预热，然后经热回收送风口5-2流至辅回风口4-4，汇入主风道4内，与经主回风口4-1进入主风道4内的气流混合，混合后的气流依次流经第一冷凝器2-2和第二冷凝器3-2，与第一冷凝器2-2和第二冷凝器3-2内的冷媒进行热交换，气流温度升高，然后经主送风口4-2进入烤房1，实现一个气流循环。
通过在主风道4内设置第一冷凝器2-2和第二冷凝器3-2，在热回收风道5内设置热管换热器9和内除湿蒸发器7，通过热管换热器9的蒸发段对气流预冷，通过内除湿蒸发器7对气流除湿，通过热管换热器9的冷凝段对气流预热，然后通过第一冷凝器2-2和第二冷凝器3-2对气流加热，将除湿升温后的气体送入烤房，实现了对烤房1排出的风的排湿及高效热回收，达到进一步节能的目的，节能减耗。通过设计两套热泵机组，既可以保证烘干设备的制热能力，快速提升主风道4内的气流温度，也避免热泵机组数量设置过多导致成本过高。
本实施例的烘干设备控制方法，当烤房内的干球温度＜温度阈值，且烤房内的湿球温度＜低湿度阈值时，通过第一冷凝器2-2和第二冷凝器3-2对主风道4内的气流进行升温处理，提高烤房内的温度，实现对烤房1进行供热升温；当烤房内的干球温度＜温度阈值，且烤房内的湿球温度≥低湿度阈值时，内除湿循环风机5-3运行，除湿节流装置8打开，通过热管换热器9的蒸发段和内除湿蒸发器7对气流进行除湿，并通过热管换热器9的冷凝段、第一冷凝器2-2、第二冷凝器3-2对气流进行升温，提高烤房内的干球温度和湿球温度；因此，本实施例的烘干设备控制方法，不仅实现了对烤房的温湿度控制，而且通过热管换热器9对烤房1排出的风进行热回收，达到了节能减耗的目的。
本实施例的烘干设备控制方法，解决了目前烘干过程中排湿工艺排掉的高品位热源未加以利用、导致能耗偏高问题。
在本实施例中，烘干设备还包括排风风道10和新风风道11。
排风风道10，其进风口10-1与烤房1的出风口连通，其排风口10-2与外界空间连通，排风口10-2处设置有排风阀。控制器控制排风阀的开闭。当排风阀打开时，烤房1内的气流经进风口10-1进入排风风道10，然后经排风口10-2排至外界空间。因此，排风阀打开，可以实现将烤房1内的高湿空气排出。
新风风道11，其进风口11-1与外界空间连通，其出风口11-2与热回收风道5连通，且新风风道11的出风口11-2朝向热管换热器9的冷凝段；新风风道11的进风口11-1处设置有新风阀。控制器控制新风阀的开闭。当新风阀打开时，外界空间的空气经进风口11-1进入新风风道11，然后经出风口11-2进入热回收风道5，吹向热管换热器9的冷凝段，经过热管换热器9冷凝段后实现升温预热；然后经热回收送风口5-2流至辅回风口4-4，汇入 主风道4内。因此，新风阀打开，可以实现引进外部环境干燥的空气。
通过设计排风风道10和新风风道11，可以实现快速降低烤房内的湿球温度，实现快速除湿功能，且耗能少。
因此，作为本实施例的一种优选方案，当烤房内的干球温度＜温度阈值时，本实施例的烘干设备控制方法还包括下述步骤：
若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则控制排风阀和新风阀关闭；
若低湿度阈值≤烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则控制排风阀和新风阀关闭；
若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则控制排风阀和新风阀打开。
具体步骤参见图7所示，当烤房内的干球温度＜温度阈值时，执行下述操作：
若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则执行步骤S3；
若低湿度阈值≤烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则执行步骤S41；
若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则执行步骤S42。
步骤S3：若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，说明烤房内湿球温度偏低，不需要排湿动作，仅需要对烤房1进行升温处理，因此控制第一压缩机2-1启动，第二压缩机3-1启动，第一节流装置2-3开启，第二节流装置3-3开启，第一外风机2-5运行，第二外风机3-5运行，主循环风机4-3运行，内除湿循环风机5-3关闭，除湿节流装置8关闭；控制排风阀和新风阀关闭。即通过第一热泵机组、第二热泵机组对主风道4内的气流进行升温处理，提高烤房内的干球温度，实现对烤房1进行供热升温。
步骤S41：若低湿度阈值≤烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，说明烤房内湿球温度较高，则控制第一压缩机2-1启动，第二压缩机3-1启动，第一节流装置2-3关闭，第二节流装置3-3开启，第一外风机2-5运行，第二外风机3-5运行，主循环风机4-3运行，内除湿循环风机5-3运行，除湿节流装置8打开，排风阀和新风阀关闭，实现对烤房1进行供热升温，并通过热管换热器9和内除湿蒸发器7实现热回收和除湿。
步骤S42：若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，说明烤房内湿球温度非常高，则控制第一压缩机2-1启动，第二压缩机3-1启动，第一节流装置2-3关闭，第二节流装置3-3开启，第一外风机2-5运行，第二外风机3-5运行，主循环风机4-3运行，内除湿循环风机5-3运行，除湿节流装置8打开，排风阀和新风阀打开，实现对烤房1进行供热升温，并通过热管换热器9和内除湿蒸发器7实现热回收和除湿，以及通过排风风道和新风风道进行除湿。
因此，在烤房内的湿球温度非常高时，打开排风阀和新风阀，利用排风风道10将烤房内的高湿空气排出，利用新风风道11引进外部新风，可以实现快速降低烤房内的湿度， 实现快速除湿功能，且耗能少。
在本实施例中，为了进一步满足烤房的温湿度要求及节省能源，当烤房内的干球温度≥温度阈值时，执行步骤S5，参见图7所示。
步骤S5：当烤房1内的干球温度≥温度阈值时，说明此时烤房内的干球温度已满足要求，此时第一热泵机组、第二热泵机组停止供热运行，避免能源浪费，因此，控制第一压缩机2-1、第二压缩机3-1、第一外风机2-5、第二外风机3-5、第一节流装置2-3、第二节流装置3-3、除湿节流装置8、内除湿循环风机5-3均关闭，主循环风机4-3运行，保证烤房内热空气正常循环，对其内部的烟叶1-4进行烘烤制程；同时，还需要根据烤房内的湿球温度，判断是否打开排湿阀和新风阀：若烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则控制排湿阀和新风阀关闭，无需排湿；若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则控制排湿阀和新风阀打开，进行排湿。
因此，当烤房1内的干球温度≥温度阈值时，通过排湿阀和新风阀的开闭对烤房内的湿球温度进行调控，简单方便，耗能少。
在本实施例中，温度阈值＝Tg0-ΔTg；
低湿度阈值＝Ts0-ΔTs；高湿度阈值＝Ts0+ΔTs；
其中，Tg0为目标干球温度；ΔTg为目标干球控制精度回差；
Ts0为目标湿球温度；ΔTs为目标湿球控制精度回差。
在物料烘干工艺中，每个烤段都有相应的目标干球温度、目标湿球温度。通过选择上述温度阈值、低湿度阈值、高湿度阈值，既便于控制烘干设备运行，使得烤房内的干球温度和湿球温度满足要求，又避免浪费能源。
当开始烟草烘干工艺制程后，烘干设备开启运行，烤房1内的温湿度传感器1-2实时检测烤房1内的干球温度Tg和湿球温度Ts，并将检测到的干球温度Tg和湿球温度Ts发送至控制器，控制器根据接收到的干球温度Tg和湿球温度Ts控制烘干设备的运行。
一、当烤房1内的干球温度Tg＜Tg0-ΔTg时，说明此时烤房1的干球温度偏低，需要开启热泵机组对烤房1内的空气进行升温处理，同时，还需要同步检测烤房内的空气湿度，判断是否进行排湿处理。具体如下：
(1)若烤房内的湿球温度Ts＜Ts0-ΔTs，说明烤房内湿球温度偏低，不需要排湿动作，仅需要对烤房1进行升温处理，烘干设备运行“外吸热模式”：此时控制器控制第一压缩机2-1、第二压缩机3-1开启，根据第一压缩机2-1、第二压缩机3-1的排气目标温度动态调整第一节流装置2-3、第二节流装置3-3的开度，第一外风机2-5、第二外风机3-5及主循环风机4-3高速运行，除湿节流装置8处于关闭状态，内除湿循环风机5-3处于停 止状态；排湿阀和新风阀关闭；此时两个热泵机组通过第一蒸发器2-4、第二蒸发器3-4吸收外界环境温度热量，通过第一冷凝器2-2、第二冷凝器3-2对主风道4内的气流进行升温处理，实现对烤房1进行供热升温。
(2)若Ts0-ΔTs≤烤房内的湿球温度Ts＜Ts0+ΔTs，烘干设备运行“外吸热+内除湿供热模式”：控制器控制第一压缩机2-1、第二压缩机3-1开启，第一节流装置2-3处于关闭状态，除湿节流装置8、第二节流装置3-3打开，根据第一压缩机2-1、第二压缩机3-1的排气目标温度进行动态调整除湿节流装置8、第二节流装置3-3的开度，第一外风机2-5、第二外风机3-5及主循环风机4-3高速运行，内除湿循环风机5-3高速运行；排湿阀和新风阀关闭；此时通过第二蒸发器3-4吸收外界环境温度热量，通过热管换热器9和内除湿蒸发器7除湿热回收，通过第一冷凝器2-2、第二冷凝器3-2对主风道4内的气流进行升温处理，从而实现对烤房进行供热升温和除湿。
(3)若烤房1内的湿球温度Ts≥Ts0+ΔTs，说明烤房内湿球温度偏高，需要进行快速除湿处理，否则容易影响烟叶烘烤质量，即烘干设备运行“快速除湿模式”：
控制器控制第一压缩机2-1、第二压缩机3-1开启，第一节流装置2-3处于关闭状态，除湿节流装置8、第二节流装置3-3打开，根据第一压缩机2-1、第二压缩机3-1的排气目标温度进行动态调整除湿节流装置8、第二节流装置3-3的开度，第一外风机2-5、第二外风机3-5及主循环风机4-3高速运行，内除湿循环风机5-3高速运行。
而且，控制器控制排湿阀和新风阀一起打开，通过新风阀引进外部环境干燥的空气，将烤房内高湿的空气通过排湿阀进行排除。
因此，“快速除湿模式”即为：在“外吸热+内除湿供热模式”的基础上再打开排湿阀和新风阀，进行强排湿控制，快速达到烤房内湿球温度需求。
二、当烤房1内的干球温度Tg≥Tg0-ΔTg时，说明此时烤房内干球温度已达到目标需求，此时第一热泵机组、第二热泵机组停止供热运行，第一压缩机2-1、第二压缩机3-1、第一外风机2-5、第二外风机3-5、第一节流装置2-3、第二节流装置3-3、除湿节流装置8、内除湿循环风机5-3均关闭；主循环风机4-3高风运行，确保烤房内热空气正常循环，对其内部的烟叶1-4进行烘烤制程。同时，还需要根据烤房内的湿球温度，判断是否打开排湿阀和新风阀：
(1)若烤房1内的湿球温度Ts＜Ts0+ΔTs，关闭排湿阀和新风阀。
(2)若烤房1内的湿球温度Ts≥Ts0+ΔTs，打开排湿阀和新风阀。
在本实施例中，内除湿蒸发器7与热管换热器9的蒸发段的背风面接触，可以减少空间占用；在内除湿蒸发器7和热管换热器9的底部设置有接水盘12，用于盛接从内除湿蒸 发器7上流下的冷凝水，流入接水盘12内的冷凝水通过排水管排出机组外侧。
在本实施例中，内除湿蒸发器7和热管换热器9均竖向布设，新风风道11的出风口11-2的出风水平吹向热管换热器9的冷凝段；新风风道11的出风口11-2位置高于内除湿蒸发器7的顶部，防止新风风道11内的新风吹向内除湿蒸发器7，避免降低新风温度，同时也避免新风扰动热回收风道5内的正常气流流动。
作为本实施例的一种优选设计方案，热回收通道5包括连通的前半段热回收通道5-4和后半段热回收通道5-5；前半段热回收通道5-4的进口为热回收回风口5-1，前半段热回收通道5-4的出口与后半段热回收通道5-5的进口连通，后半段热回收通道5-5的出口为热回收送风口5-2；热管换热器9的蒸发段和内除湿蒸发器7位于前半段热回收通道5-4内；热管换热器9的冷凝段位于后半段热回收通道5-5内；新风风道11的出风口11-2与后半段热回收通道5-5连通，且出风口11-2朝向热管换热器9的冷凝段。
将热回收通道5设计为前半段热回收通道5-4和后半段热回收通道5-5，不仅便于设计实现，而且防止新风风道11内的新风吹向内除湿蒸发器7，防止降低新风温度，防止新风扰动热回收风道内的正常气流流动。
作为本实施例的一种优选设计方案，热回收风道5内设置有挡风板6，挡风板6包括第一水平部6-1、竖直部6-3、第二水平部6-2。第一水平部6-1、第二水平部6-2水平布设，竖直部6-3竖直布设。
第一水平部6-1与内除湿蒸发器7的底部平齐，第一水平部6-1的一端与内除湿蒸发器7的底部接触，第一水平部6-1的另一端与内除湿蒸发器7具有设定距离。
第二水平部6-2与内除湿蒸发器7的顶部平齐，第二水平部6-2的一端与内除湿蒸发器7具有设定距离，第二水平部6-2的另一端比第二水平部6-2的一端远离内除湿蒸发器7；第二水平部6-2与新风风道11的出风口11-2的底端平齐，或者，第二水平部6-2的位置低于新风风道11的出风口11-2的底端。
竖直部6-3的底部与第一水平部6-1的另一端连接，竖直部6-3的顶部与第二水平部6-2的一端连接，竖直部6-3与内除湿蒸发器7具有设定距离。设定距离＞0，竖直部6-3与内除湿蒸发器7之间的设定距离，给穿过内除湿蒸发器7的气流留出空间。设定距离的大小，根据热回收风道5的空间大小而定，例如，设定距离为10cm。
通过设计挡风板6，使得新风风道11的出风口11-2吹出的新风水平直吹向热管换热器9的冷凝段，防止新风吹向内除湿蒸发器7，避免降低新风温度，同时也避免新风扰动热回收风道5内的正常气流流动。而且，挡风板结构简单，便于实现，成本低。
热管换热器9的蒸发段的迎风侧设置有隔板13，隔板13水平布设，隔板13与热管 换热器9的蒸发段的顶部平齐，隔板13的一端与热管换热器9的蒸发段接触，隔板13用于防止从烤房1吹出的风吹向热管换热器9的冷凝段。
作为本实施例的一种优选设计方案，热管换热器9为铜管翅片式热管换热器。具体来说，热管换热器9包括供液汇集管9-1、汇气管9-2、支管9-3，参见图5所示。供液汇集管9-1和支管9-3的下半部为热管换热器9的蒸发段，支管9-3的上半部和汇气管9-2为热管换热器9的冷凝段。
供液汇集管9-1，其具有若干个出液孔，用于插设支管9-3。
汇气管9-2，其位于供液汇集管9-1的上方；其具有若干个进气孔，用于插设支管9-3。
支管9-3，其设置有若干个，每个支管9-3竖向布设，每个支管9-3的一端插入供液汇集管9-1内，每个支管9-3的另一端插入汇气管9-2内；若干个支管9-3等间隔布设，使得热管换热器9换热比较均匀。支管9-3由铜管制成。
支管9-3的上部的外壁上设置有翅片9-4，用于增大与周围空气的换热面积，提高换热效率。
热管换热器9竖直布置，内部充注有冷媒，供液汇集管9-1内的冷媒为液态，液态冷媒吸热后蒸发成气态，沿着支管9-3逐渐上升，直至进入汇气管9-2；气态冷媒受内除湿蒸发器7低温出风冷却后，气态冷媒冷凝成液态，沿支管9-3的内管壁流下，最后流至供液汇集管9-1，实现冷媒循环。因此，供液汇集管9-1内的冷媒以及支管9-3下半部内的冷媒为液态，支管9-3上半部内的冷媒以及汇气管9-2内的冷媒为气态。
通过设计上述的热管换热器9，不仅换热均匀，换热效率高，而且结构简单，成本低，便于实现。
作为本实施例的另一种优选设计方案，热管换热器9为微通道式热管换热器，换热效率高，性能稳定，性价比高。
本实施例的烘干设备控制方法及烘干系统，可以对烘干过程中排湿工艺中高温高湿的高品位热源加以充分热回收应用，进一步提升烘干设备的运行效率，提升烘干设备能效，达到节能减排的目的。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
- 一种烘干设备控制方法，其特征在于：所述烘干设备包括：第一热泵机组，其包括第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置、第一蒸发器；第二热泵机组，其包括第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置、第二蒸发器；主风道，其分别与烤房的出风口、烤房的进风口连通，所述主风道内设置有主循环风机、所述第一冷凝器和第二冷凝器；热回收风道，其分别与烤房的出风口、主风道连通；且其内设置有内除湿循环风机、热管换热器、内除湿蒸发器；所述内除湿蒸发器与第一压缩机、第一冷凝器连接，所述内除湿蒸发器与第一冷凝器的连接管路上设置有除湿节流装置；所述控制方法包括：获取烤房内的干球温度，当烤房内的干球温度＜温度阈值时，执行下述操作：若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则控制第一压缩机启动，第二压缩机启动，第一节流装置开启，第二节流装置开启，主循环风机运行，内除湿循环风机关闭，除湿节流装置关闭；若烤房内的湿球温度≥低湿度阈值，则控制第一压缩机启动，第二压缩机启动，第一节流装置关闭，第二节流装置开启，主循环风机运行，内除湿循环风机运行，除湿节流装置打开。
- 根据权利要求1所述的烘干设备控制方法，其特征在于：所述烘干设备还包括：排风风道，其进风口与所述烤房的出风口连通，其排风口与外界空间连通，所述排风口处设置有排风阀；新风风道，其进风口与外界空间连通，其出风口与所述热回收风道连通，且所述新风风道的出风口朝向所述热管换热器的冷凝段；所述新风风道的进风口处设置有新风阀；所述控制器控制所述排风阀、新风阀的开闭；所述控制方法还包括：当烤房内的干球温度＜温度阈值时，还执行下述操作：若烤房内的湿球温度＜低湿度阈值，则控制排风阀和新风阀关闭；若低湿度阈值≤烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则控制排风阀和新风阀关闭；若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则控制排风阀和新风阀打开。
- 根据权利要求2所述的烘干设备控制方法，其特征在于：当烤房内的干球温度≥温度阈值时，执行下述操作：控制第一压缩机、第二压缩机、第一节流装置、第二节流装置、除湿节流装置、内除湿循环风机均关闭，主循环风机运行；若烤房内的湿球温度＜高湿度阈值，则控制排湿阀和新风阀关闭；若烤房内的湿球温度≥高湿度阈值，则控制排湿阀和新风阀打开。
- 根据权利要求1所述的烘干设备控制方法，其特征在于：温度阈值＝Tg0-ΔTg；低湿度阈值＝Ts0-ΔTs；高湿度阈值＝Ts0+ΔTs；其中，Tg0为目标干球温度；ΔTg为目标干球控制精度回差；Ts0为目标湿球温度；ΔTs为目标湿球控制精度回差。
- 根据权利要求1所述的烘干设备控制方法，其特征在于：所述内除湿蒸发器与热管换热器的蒸发段的背风面接触，且在所述内除湿蒸发器和热管换热器的底部设置有接水盘。
- 根据权利要求2所述的烘干设备控制方法，其特征在于：所述内除湿蒸发器和热管换热器均竖向布设，所述新风风道的出风口位置高于所述内除湿蒸发器的顶部。
- 根据权利要求2所述的烘干设备控制方法，其特征在于：所述热回收通道包括连通的前半段热回收通道和后半段热回收通道；所述热管换热器的蒸发段和内除湿蒸发器位于所述前半段热回收通道内；所述热管换热器的冷凝段位于所述后半段热回收通道内；所述新风风道的出风口与所述后半段热回收通道连通。
- 根据权利要求2所述的烘干设备控制方法，其特征在于：所述热回收风道内设置有挡风板；所述挡风板包括第一水平部、竖直部、第二水平部；所述第一水平部与所述内除湿蒸发器的底部平齐，所述第一水平部的一端与所述内除湿蒸发器的底部接触，所述第一水平部的另一端与所述内除湿蒸发器具有设定距离；所述第二水平部与所述内除湿蒸发器的顶部平齐，所述第二水平部的一端与所述内除湿蒸发器具有设定距离，所述第二水平部的另一端比第二水平部的一端远离所述内除湿蒸发器；所述第二水平部与所述新风风道的出风口的底端平齐；所述竖直部的底部与所述第一水平部的另一端连接，所述竖直部的顶部与所述第二水平部的一端连接，所述竖直部与所述内除湿蒸发器具有设定距离。
- 根据权利要求1至8中任一项所述的烘干设备控制方法，其特征在于：所述热管换热器包括：供液汇集管；汇气管，其位于所述供液汇集管的上方；支管，其设置有若干个，每个所述支管竖向布设，每个所述支管的一端插入所述供液汇集管内，每个所述支管的另一端插入所述汇气管内；若干个支管等间隔布设；所述支管的上部的外壁上设置有翅片。
- 一种烘干系统，其特征在于：包括：烤房，其内设置有温湿度传感器，用于采集烤房内的干球温度和湿球温度；烘干设备，其控制器执行如权利要求1至9中任一项所述的控制方法。
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